Zweidimensionale Nanostrukturen durch Selbstorganisation

Neue Möglichkeiten für Beschichtung, Elektronik und Photovoltaik

20. August 2010

Einer internationalen Forschungsgruppe ist erstmals die Herstellung von Nanokristallen gelungen, die durch Selbstorganisation zu leitfähigen zweidimensionalen Nanostrukturen zusammenfinden. Darüber berichten die beteiligten Wissenschaftler - unter ihnen Prof. Stephan Förster, Universität Bayreuth - in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Science“. Nanokristalle sind winzige Teilchen, nicht mehr als 100 Nanometer groß. Wegen ihrer kristallinen Struktur und ihres besonderen Eigenschaftsprofils sind sie hochinteressant für die Entwicklung neuer Materialien und innovativer Technologien.

Schon seit geraumer Zeit werden auf der Basis von Nanokristallen elektrische Bauelemente produziert. Aber diese Bauteile sind nur schlecht leitfähig, weil die Lücken zwischen den Nanopartikeln einen freien Fluss der Elektronen behindern. Zwar haben einige Forscher versucht, die Übergänge zwischen benachbarten Partikeln mit chemischen Methoden zu erleichtern, doch eine zufriedenstellende Leitfähigkeit wurde nicht erreicht. Hingegen ermöglichen flächige Nanostrukturen, die sich auf dem Weg der Selbstorganisation bilden, einen erheblich verbesserten Durchfluss der Elektronen. Aufgrund ihrer Leitfähigkeit bieten sich vielfältige Anwendungspotenziale, beispielsweise in flexiblen elektronischen Schaltungen, Solarzellen oder Photosensoren.

In der Forschung werden diese flächigen Nanostrukturen als "zweidimensional" klassifiziert. Denn ihre Länge und ihre Breite beträgt jeweils rund 1 Mikrometer (= 1 Tausendstel Millimeter) und ist damit um ein Vielfaches größer im Vergleich zu ihrer äußerst geringen Höhe von rund 2 Nanometern (= 2 Millionstel Millimetern). So besitzen sie unter dem Elektronenmikroskop ein nahezu quadratisches Aussehen.